聚氨酯泡沫塑料成型原理

Date:2022/6/15 8:44:13 / Read: / Source:本站

聚氨酯泡沫塑料成型原理

聚氨酯泡沫塑料的主要特征是具有多孔性,因而密度低、比强度高。根据所用原料不同和配方的变化,可制成软质、半硬质和硬质聚氨酯泡沫塑料等几种,若按所用的多元醇品种分类又可分为聚酯型、聚醚型聚氨酯泡沫塑料等;若按其发泡方法分类又有块状模塑和喷涂聚氨酯泡沫塑料等类型。中空板生产线ulaa.lacuinadelguinardo.com

在聚氨酯(PUR)泡沫塑料成型过程中,自始至终伴随着化学反应,其反应机理也比较复杂。下面从原料和成型原理加以叙述。

一、原料中空板生产线ulaa.lacuinadelguinardo.com

生产聚氨酯泡沫塑料的主要原料是异氰酸酯和多元醇,还有其他一些助剂,下面分别叙述。

1.异氰酸酯

异氰酸酯是生产聚氨酯泡沫塑料的主要原料。异氰酸酯是一类反应活性极高的化合物,这是它本身的化学结构所决定的。它具有较多的不饱和基团-N-C-O,除能和许多化合物进行加成反应外,还可以在加热或在催化剂作用下发生自身聚合反应。异氰酸酯种类很多,常用的是甲苯二异氰酸酯(简称TDI),其化学结构式通常使用的是这两种异构体的混合物,如甲苯二异气酸酶2065/35表示2.42.6两种异构体的比例,称异构比,

TDI80/20TDI65/35中空板生产线ulaa.lacuinadelguinardo.com

由于空间位阻效应的影响,2.4-TDI的反应活性比2.6-TD1反应活性高,因此异构比越高,泡沫的凝胶和发泡反应进行的的快,泡孔的结构趋向闭孔;反之异构比越低,反应活性也低,"的结构趋向开孔。生产中常采用D80/20软质型泡塑料,采用TDI65/35生产软质聚酯型泡沫塑料。中空板生产线ulaa.lacuinadelguinardo.com

2.多元醇

多元醇是生产聚氨酯泡沫塑料的另一个重要原料,工业上主要使用的是聚醚多元醇和聚酯多元醇等。聚醚多元醇是以低分子多元醇为起始剂,在碱催化剂作用下由氧化烯烃开环聚合而得到的末端带羟基的多元醇类。聚酯多元醇是由二元羧酸多元醇,经缩聚反应而制得的末端带羟基的多元醇类。羧酸有己二酸、癸二酸和苯二甲酸等,多元醇有乙二醇、丙二醇、己三醇等。中空板生产线ulaa.lacuinadelguinardo.com

通常生产软质泡沫塑料的聚醚或聚酯都是线型的或稍带支链的长链分子,每个大分子带有2~3个羟基,相对分子质量为2000~4000。生产硬质泡沫塑料的相对分子质量较小,并且具有支链结构,官能度在3~8之间。聚酯型聚氨酯泡沫塑料性能优良,但价格较高,一般用于特殊用途。目前多采用聚醚多元醇生产泡沫塑料,其来源广泛、价格低廉、加工性能好,泡沫塑料性能良好。中空板生产线ulaa.lacuinadelguinardo.com

3.催化剂

为了加快聚氨酯的生成反应和发泡反应,需加入催化剂。生产中一般采用叔胺类化合物,如三乙胺、三亚乙基二胺等。其中叔胺催化剂对异氰酸酯-醇羟基和异氰酸酯-水反应都有较强的催化作用,而锡催化剂对异氰酸酯-羟基反应的催化作用特别明显。两者

4. 发泡剂

以适当的配比混合,就能有效地控制链增长和发泡反应平衡进行。二氧化碳是聚氨酯泡沫塑料的主要发泡气体,是由异氰酸酯与水反应形成的。水加人量过多会使聚合链具有较多的聚脲结构,以致泡沫塑料发脆,同时产生大量的反应热,因泡沫塑料的热导率低,热不能很快散发出去而便泡沫塑料中心变色、烧焦;加水量过低又难以制得低密度泡沫塑料。因此,必须控制适当的水量。在生产硬质泡沫塑料和低密度软质泡沫塑料时,为了降低密度和减少异氰酸酯的消耗,常加入氟碳化合物HFC发泡剂和二氯甲烧做发泡剂,它们在发泡过程中吸热而汽化,使聚合物发泡,同时降低了泡沫塑料内部的温度。这类发泡剂的加人使泡沫塑料具有最低的热导率和较好的柔软性。

5.表面活性剂

在聚氨酯泡沫塑料的形成过程中表面活性剂具有如下重要作用。

①乳化剂的作用,使各发泡组分混合均匀,以保证泡沫形成的各种反应均衡进行。

②成核作用,使气泡在较低的气体浓度下形成。

③降低发泡体系的表面张力,以利于气泡的稳定和均匀。

常用的表面活性剂有水溶性硅油、磺化脂肪醇、磺化脂肪酸以及其他非离子型表面活性剂等。

此外,还可以根据泡沫塑料产品的需要加入阻燃剂、防老化剂、增强剂和着色剂等。中空板生产线ulaa.lacuinadelguinardo.com

 

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